JPH08248452A - 光遅延制御回路 - Google Patents

光遅延制御回路

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JPH08248452A
JPH08248452A JP7070481A JP7048195A JPH08248452A JP H08248452 A JPH08248452 A JP H08248452A JP 7070481 A JP7070481 A JP 7070481A JP 7048195 A JP7048195 A JP 7048195A JP H08248452 A JPH08248452 A JP H08248452A
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JP
Japan
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optical
dispersion
wavelength
control circuit
delay control
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Application number
JP7070481A
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English (en)
Inventor
Akiko Oteru
晶子 大輝
Toshikazu Sakano
寿和 坂野
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高速光信号に適用することができ、かつ、連続
遅延付加可能な光遅延制御回路を提供する。 【構成】波長に対応して群遅延が異なる分散媒質と、分
散媒質に光信号を入力し、分散媒質で所望の遅延量が得
られる波長に入力した光信号の波長を変換して出力する
光波長変換回路とを備えた構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の超高速信号間の
位相同期のための光遅延制御回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバ伝送技術は、光ファイ
バアンプを用いた線形増幅中継技術や光変復調技術等の
進展により、その伝送速度および伝送距離が飛躍的に向
上している。また、大量の情報を伝達(大容量伝送)す
るために、光伝送方式の開発も行われている。大容量伝
送のための技術として、光短パルス光源を用いた100
Gb/sの超高速光伝送の実験も行われている。光短パ
ルス光源からはパルス幅τ、パルス間隔1/f秒の光短
パルス列が発生する。この光短パルス列を変調し、複数
の光短パルス列を遅延線などを用いて時間軸上で等間隔
に並べることにより超高速光信号を形成することが可能
となる。このとき実現可能な最大信号速度は光短パルス
幅τの逆数程度になる。光短パルス光源を用いた光伝送
は通常次のように行われる。まず単一の光短パルス光源
から出力された光短パルス列をnチャネルに分岐し、各
チャネルごとに強度変調器により強度変調を施す。変調
を受けた各チャネルの光短パルスは時間軸上で等間隔に
並ぶように遅延制御回路により信号遅延が付加され、そ
の後に合波されて多重化光信号を形成する。この多重化
光信号の信号速度はnf(b/s)となる。受信側では
多重化された光信号からまずクロック抽出回路によりf
Hzのクロックを抽出する。この抽出されたクロックは
光信号を多重分離したり、受信側で光信号に同期した信
号処理を行う際のクロックとして用いられる。通常は抽
出されたクロックを用いて受信光信号と同期した光短パ
ルス列を発生し、この光短パルス列と受信光信号との非
線形相互作用(光カー効果や四光波混合等)を用いて多
重分離が行われる。
【0003】通信網を構成する各通信ノードは、通常通
信網の柔軟性,信頼性を確保するため、複数の入出力チ
ャネル間を自由に切り替えるためのクロスコネクト機能
を具備している。各チャネルは複数の入出力伝送路のそ
れぞれに時間あるいは周波数多重されている。クロスコ
ネクトによってこれらの多重化された信号に対し多重,
多重分離,スイッチング等の信号処理を行う場合、ノー
ドへの入力端において複数の入力伝送路から入力される
各信号の位相をノードが持っているクロックの位相に合
わせる必要がある。光短パルス列を用いた超高速光伝送
におけるこのような位相制御は、通常、各入力伝送路端
におかれた遅延制御回路によって行われる。
【0004】光遅延制御回路の従来例としては光スイッ
チと光ファイバ遅延線を組み合わせた回路や可動ミラー
を用いた回路等がある。図13には光スイッチと光ファ
イバ遅延線を組み合わせた回路の構成を示す。図13に
おいて、1は入力光信号、2−1,2−2は光スイッ
チ、3−1,3−2は光ファイバ遅延線、4は出力光信
号をそれぞれ表している。入力光信号1は光スイッチ2
−1によりそれぞれ遅延量の異なる光ファイバ3−1,
3−2のどちらを通過させるかが制御される。光スイッ
チ2−2は2本の光ファイバのうちいずれかを通過して
くる光信号を出力光信号4として出力するように制御が
なされる。このような回路構成によれば、光ファイバ遅
延線の伝搬遅延時間に相当する遅延を入力光信号に付加
することが可能となる。さらにこの回路を複数個直列に
接続し、各回路の光ファイバ遅延線の長さを互いに異な
るように設定しておけば入力光信号に対し離散的な複数
の遅延付加が可能となる。光信号遅延制御回路を例えば
クロスコネクトスイッチへ入力される複数の高速光信号
間の位相整合に適用する場合には、複数の入力光信号間
の位相差がランダムであるため連続的な遅延制御が必要
となる。しかしながら、図13に示した従来の光信号遅
延制御回路では、 (1)入力信号に対し、離散的な遅延しか付加すること
ができない。 (2)使用できる光信号の速度がスイッチの切替速度に
より制限される。 という欠点があった。
【0005】図14には可動ミラーを用いた可変光遅延
回路の構成を示す。図14において、5は第1のミラ
ー、6は第2のミラー、7は入射光、8は第1のミラー
5と第2のミラー6との距離L、9は光が回路を通過す
る際の光の入出力方向の移動距離、10は第2のミラー
6の移動方向をそれぞれ表している。入射光7は第1の
ミラー5により直角に曲げられ、第2のミラー6へ入射
される。第2のミラー6では入射された光を2回反射
し、入射光7と平行でかつ異なる光路を逆方向に伝搬さ
せる。第2のミラー6の出力光は再び第1のミラー5に
よりその光路を90°曲げられ出力される。第1のミラ
ー5と第2のミラー6との距離Lと光が回路を通過する
際の光の入出力方向の移動距離tを用いると、回路に入
射された光が回路から出力されるまでの遅延時間t
d は、
【数1】 と表される。ここでcは光速である。従って、上記の
(1)式より、第2のミラー6を移動方向10の方向に
沿って移動し、第1のミラー5と第2のミラー6との距
離Lを変化させることにより、遅延時間td を変化させ
ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図14に示し
た可動ミラーを用いた可変光遅延回路では、遅延時間の
調整を手動あるいは機械的な方法を用いて第2のミラー
6を移動させることにより行っている。従って、「遅延
時間の調整には第2のミラー6を位置,角度のずれがな
いように移動するための機構が必要であり、装置構成が
複雑になる」という欠点があった。
【0007】本発明は、従来技術のこのような欠点を解
消し、高速光信号に適用することができ、かつ、連続遅
延付加可能な光遅延制御回路を提供することを目的とし
ている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による光遅延制御回路は、波長に対応して群
遅延が異なる分散媒質と、前記分散媒質に光信号を入力
し、前記分散媒質で所望の遅延量が得られる波長に前記
入力した光信号の波長を変換して出力する光波長変換回
路とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【0009】
【実施例1】図1は本発明の第1の実施例の構成を示
す。図1において、11は入力光信号(波長λin)、1
2は光波長変換回路、13は波長変換光(波長λc )、
14は分散媒質で構成された遅延付加部、15は出力光
信号(波長λout =λc )、16は光非線形媒質、17
は可変波長光フィルタ、18は制御信号である。分散媒
質14としては光ファイバ、グレーティングペアなどが
あり、光非線形媒質16としては非線形性を有する光フ
ァイバや半導体導波路,光学結晶などがある。
【0010】以下では、光波長変換回路12の例として
非線形媒質と光フィルタとの組合せを示すが、他の波長
変換装置例えば一旦電気信号に変換して所定の波長の光
信号を出力するOR(OPTICAL RECEIVER)/OS(OPTI
CAL SENDER)装置等を使用することができる。
【0011】図2は図1の各信号位置a,b,cでの光
スペクトル波形を示す。図2において、aは入力光信号
11の光スペクトル波形である。入力光信号11は光非
線形媒質16に入射され、光非線形媒質16の内部では
自己位相変調や四光波混合などの光非線形効果により各
パルスの光スペクトルが入力波長を中心としてbのよう
に100nm前後にまで広げられる。このスペクトル広
がりの範囲内で可変波長光フィルタ17を用いて任意波
長λc の光を抜き出した波長変換光13がcである。光
波長変換回路12から出射された波長変換光13は分散
媒質14に入射されて、波長ごとに異なる遅延を付加さ
れる。その後に、出力光信号15として出射される。
【0012】分散媒質14は、図3のように光非線形媒
質16と光フィルタ17との間に挿入してもよい。これ
は以下の実施例においても同様である。
【0013】
【実施例2】図4,図5は本発明の第2の実施例の構成
を示す。第2の実施例では、図4,図5に示すとおり、
全光波長変換回路12と、互いに長さの異なる複数本の
高分散光ファイバ14−1〜14−3とをなんらかのス
イッチング手段を介して接続した。図4に示す実施例で
は、スイッチング手段として可変波長光フィルタを使用
した。図4において、19−1〜19−3は可変波長光
フィルタ、20−1〜20−3は制御信号である。高分
散光ファイバ14−1〜14−3はそれぞれ波長に応じ
て分散値が異なるとともに長さが異なるので、各高分散
光ファイバごとの伝搬遅延量を大幅に変化させることが
できる。全光波長変換回路12から出射された波長変換
光は、可変波長光フィルタ19−1〜19−3を調整す
ることにより、通過する高分散光ファイバを14−1〜
14−3のうちから選択することができる。ここで選択
される高分散光ファイバの長さに応じて大まかな遅延量
が決まり、さらに可変波長光フィルタ17を適当に調整
して波長変換光を設定することにより、より精度が高
く、かつ連続な遅延制御が可能となる。
【0014】また、図5に示す実施例では、スイッチン
グ手段として1×3光スイッチ21を使用して、可変波
長光フィルタ19−1〜19−3と同等の機能を1×3
光スイッチ21で実現した。光遅延制御回路としての動
作は図5に示した回路と同様で、通過する高分散光ファ
イバを14−1〜14−3のうちから選択することで大
まかな遅延量を決定し、可変波長光フィルタ18を適当
に設定して波長変換光を調整することにより、任意の遅
延を付加することができる。
【0015】
【実施例3】本発明の第3の実施例では、図6,図7,
図8に示すとおり、実施例1,実施例2の光遅延制御回
路の出力に全光波長変換回路12を接続している。入力
光信号(波長λin)は光遅延制御回路14あるいは14
−1〜14−3の出口では波長変換と遅延付加とを施さ
れている。光遅延制御回路14あるいは14−1〜14
−3の出力(波長λc )は第2の全光波長変換回路12
に入射されて、さらに任意の波長(波長λout )に変換
されて出力される。この回路により、任意の遅延量に加
えて、任意の波長をもつ出力光信号を得ることが可能で
ある。
【0016】
【実施例4】本発明の第4の実施例では、図9に示すと
おり、実施例1,実施例2および実施例3の全光波長変
換回路12中の光非線形媒質16として光ファイバを用
いている。ここで光非線形媒質16として用いたのは分
散シフトファイバである。波長変換回路として分散シフ
トファイバ16の光非線形性を利用した全光波長変換回
路12を用いることにより、自由度が大きく、可変遅延
量の大きな光遅延制御回路を実現することができる。
【0017】
【実施例5】本発明の第4の実施例では、図10に示す
ように、実施例1,実施例2,実施例3および実施例4
の分散媒質14として光ファイバを用いている。ここで
分散媒質14として用いたのは高分散光ファイバであ
る。高分散光ファイバ14は波長に応じて分散値が異な
るので、伝搬遅延量が波長ごとに異なる。例えば、波長
変換回路において入力信号の波長を2nmだけずらし、
分散値D=15ps/km,nmのファイバ5kmを伝
搬させたとすると、入力信号を波長変換せずにそのまま
回路を通過させた場合に比べ、150psだけ遅延量が
増加(あるいは減少)する。これは100Gb/sの光
信号を15bitずらしたことに相当する。
【0018】
【実施例6】分散媒質14の分散値を異ならせるため
に、図11,図12に示すようにファイバ長の相異なる
高分散ファイバ14−1,14−2,14−3を可変波
長フィルタ19−1,19−2,19−3又は光スイッ
チ21で切換えて使用するように構成してもよい。
【0019】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光
遅延制御回路によれば、簡便な構成で、高速光信号に対
し連続的な遅延付加を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】図1の実施例の動作を説明するための波形図で
ある。
【図3】図1の実施例の変形例を示すブロック図であ
る。
【図4】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図5】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図6】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図7】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図8】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図9】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図10】本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。
【図11】本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。
【図12】本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。
【図13】光スイッチと光ファイバ遅延線を用いた従来
の光遅延制御回路の構成を示す図である。
【図14】可動ミラーを用いた従来の光遅延制御回路の
構成を示す図である。
【符号の説明】
1 入力光 2−1,2−2 光スイッチ 3−1,3−2 光ファイバ遅延線 4 出力光 5 第1のミラー 6 第2のミラー 7 入射光 8 第1のミラーと第2のミラーとの距離L 9 光の入出力方向の移動距離t 10 第2のミラーの移動方向 11 入力光 12 全光波長変換回路 13 波長変換光 14 分散媒質(高分散光ファイバ) 14−1,14−2,14−3 分散媒質(高分散光フ
ァイバ) 15 出力光 16 光非線形媒質(分散シフトファイバ) 19−1,19−2,19−3 光フィルタ 20−1,20−2,20−3 制御信号 20 全光波長変換回路 21 全スイッチ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長に対応して群遅延が異なる分散媒質
    と、 前記分散媒質に光信号を入力し、前記分散媒質で所望の
    遅延量が得られる波長に前記入力した光信号の波長を変
    換して出力する光波長変換回路とを備えたことを特徴と
    する光遅延制御回路。
  2. 【請求項2】 前記光波長変換回路が、 前記入力した光信号のスペクトルを広げて出力する光非
    線形媒質と、 該広げられた光スペクトルから所望の波長を選択する可
    変光フィルタとを備えたことを特徴とする請求項1に記
    載の光遅延制御回路。
  3. 【請求項3】 前記分散媒質が、前記光非線形媒質と前
    記可変光フィルタとの間に配置されていることを特徴と
    する請求項2に記載の光遅延制御回路。
  4. 【請求項4】 前記光非線形媒質が分散シフトファイバ
    であることを特徴とする請求項2に記載の光遅延制御回
    路。
  5. 【請求項5】 前記分散媒質が、 前記入力した光信号を複数に分岐する光分岐手段と、 分岐された各々の光信号の重なりがないように所定の波
    長帯域を透過させる光帯域通過フィルタと、 相異なる分散値の複数の分散媒質と、 該複数の分散媒質からの各光信号を合流する光合流手段
    と、 を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光遅延制御
    回路。
  6. 【請求項6】 前記分散媒質が、 相異なる分散値の複数の分散媒質と、 前記入力した光信号を複数の分散媒質のいずれかに切り
    替える光スイッチと、 前記複数の分散媒質からの各光信号を合流する光合流手
    段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の光遅延
    制御回路。
  7. 【請求項7】 前記分散媒質が高分散光ファイバである
    ことを特徴とする請求項1乃至第6項のいずれかに記載
    の光遅延制御回路。
  8. 【請求項8】 前記相異なる分散値の分散媒質がファイ
    バ長の相異なる高分散ファイバであることを特徴とする
    請求項5又は6に記載の光遅延制御回路。
JP7070481A 1995-03-06 1995-03-06 光遅延制御回路 Pending JPH08248452A (ja)

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Cited By (3)

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